姜海波，赵宏超，杨飞

（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033）

TMT三镜缩比系统cradle组件结构设计与分析

姜海波，赵宏超，杨飞

（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033）

三十米望远镜（TMT）三镜系统具有跟踪瞄准功能，其结构类似于地平式望远镜，其镜室托架（cradle）功能相当于望远镜中的四通组件，其结构设计对系统指标有着直接的影响。以三镜缩比系统为例，为了提高cradle组件的结构刚度质量比，根据三镜系统结构特点，提出了桁架拼接式的结构设计，利用有限元方法对其进行了静力分析和模态分析。结果表明，在重力沿x、y、z方向三种工况下，cradle组件最大变形分别为0.064mm、0.015mm、0.025mm，其一阶固有频率为74.4Hz，利用模态分析仪对cradle组件实物进行了模态检测，其结果与模态分析前四阶结果最大相对误差为10.2%，显示所设计结构满足使用需求。

三十米望远镜；缩比系统；镜室托架；桁架；有限元分析

望远镜通光口径的大小决定其观测分辨力的高低，随着对空间目标观测的分辨力要求的提高，地基望远镜的主镜口径越来越大，整个系统的尺寸和重量也随之成倍增加，进而增加整个系统的造价［1,2］。为了控制成本，减小系统加工、运输和装配难度，在对望远镜的机械结构进行设计时，应在保证结构刚度的同时尽量做到轻量化。

目前用于天文观测的望远镜口径已达十米级，如三十米望远镜（TMT），其主镜口径为30米，其三镜系统具有跟踪瞄准功能，与地平式望远镜相似，三镜为椭圆形平面反射镜，尺寸为3594mm×2536mm，三镜安装在主镜中心位置，对其尺寸和重量有着严格限制［3-5］，故设计三镜系统机械部件时，应注意控制重量。……